皮爾磁：制氫用氫環節中的安全防護需求
http://www.debgrams.com 2025-05-08 16:07 來源：皮爾磁
氫氣可以燃燒產生熱能，而且燃燒后只產生水不會形成溫室氣體，因此氫能被認為是到目前為止最為清潔的能源之一。氫原子與氧原子結合的過程中會發生電子移動，形成電流，產生電能。
氫能作為一種前景巨大的清潔能源，獲得的關注與日俱增。
氫能應用時的主要風險和對應措施
在合理安全地應用氫能時，我們要注意哪些風險，又有什么對應措施呢？
1.氫氣和氧氣混合后是一種高度爆炸性氣體，氫氣的可燃性范圍非常大，為4%至78%，因此傳輸和存儲氫氣時要特別注意通風和泄漏檢測。
2.氫氣燃燒時火焰靠肉眼幾乎不可見，因此要使用特殊的火焰傳感器來檢測氫氣燃燒時的火焰，以防人員誤入燃燒區。
3.氫氣在運輸/傳輸的過程中，通常都處于高壓狀態。常見的金屬在接觸氫氣后會變脆。而氫分子很小，長時間接觸后它可以從變脆的金屬裂縫處泄漏，因此需要使用特殊材料來儲氫和運氫。
4.液態氫具有超低溫，一旦泄露接觸到皮膚，或人員吸入冰冷的液態氫蒸氣，會導致肺部凍傷、窒息甚至死亡。
在氫能使用中可參考的機械安全標準有：
EN ISO 12100：安全設計的一般原則 - 風險評估和降低風險
EN ISO 13849：安全功能的評估和驗證，安全性能等級（PL）
EN IEC 62061：控制系統中與安全相關的部分，安全完整性等級 (SIL)
此外用戶還需參考工業信息安全標準--IEC 62443，防止非法人員/非法行為對機器設備和環境造成破壞。
機械安全和信息安全完美融合的防護方案
皮爾磁PILZ能夠提供氫能應用時的完整安全防護方案。在機械安全層面，可以使用安全控制類產品--如可編程安全模塊PNOZmulti或者安全PLC--PSS 4000進行安全監控。在工業信息安全層面，則可以使用安全網橋、I.A.M相關產品來進行安全防護。
以加氫站為例：每把加氫槍和對應的車輛加注口使用配對的PSENcode安全編碼開關來確保加氫槍和加注口之間的正確性。現場所有的安全相關傳感器和安全閥門都由PNOZmulti或者PSS 4000進行監控。整個加氫站的人員操作由I.A.M工業權限系統來統一管理，每名設備操作人員都配備PITreader權限個人電子鑰匙，每一位人員都只能在自己的權限之下進行相關操作，不僅如此，每步操作都會在I.A.M工業權限系統中進行事件記錄。如此一來，便實現了加氫站的機械安全和信息安全防護全覆蓋。
制氫環節中的高電壓電流監控
制氫環節中的高電壓、高電流有安全監控的需求，皮爾磁PILZ公司可提供安全變送器實現交直流的安全監控。比如HVT 300-DX安全變送器可實現最高1000V交直流的安全監控，HVT 400-DX安全變送器可實現最高1500V交直流的安全監控。安全變送器單個使用安全等級可達SIL2，兩個配套使用安全等級可達SIL3。
用氫環節中燃燒應用的安全控制
對于用氫環節中涉及到的燃燒應用，皮爾磁PILZ的可編程安全模塊PNOZmulti和安全PLC--PSS 4000都可提供經過TUV認證的燃燒控制軟件功能塊，方便用戶在編寫安全控制程序時直接調用，可輕松實現燃燒控制。
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